Strahlungsabsorbierende Kompositmaterialien

Strahlungsabsorbierende Materialien (RAM) gewinnen in zahlreichen Industriezweigen zunehmend an Bedeutung. Ob in der Militärtechnik, Messtechnik oder Fahrzeugtechnik – überall dort, wo sensible Elektronik und hochpräzise Sensorik eingesetzt werden, ist ein wirksamer Schutz gegen elektromagnetische Störungen (EMI) unverzichtbar. Moderne Kompositwerkstoffe bieten hier maßgeschneiderte Lösungen, die sowohl elektromagnetische Wellen abschirmen als auch Radar- und Sensorsignaturen minimieren können.

 

Was sind radarabsorbierende Materialien (RAM)?

Strahlungsabsorbierende Materialien sind speziell entwickelte Werkstoffe, die elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 3 MHz bis 300 GHz absorbieren, anstatt sie zu reflektieren. Sie wandeln die einfallende HF-Strahlung (Hochfrequenzstrahlung) in Wärmeenergie um und reduzieren dadurch Störungen sowie die Radarsichtbarkeit von Objekten.

Der Effekt entsteht durch zwei Mechanismen:

1.    Absorption der elektromagnetischen Wellen über dielektrische, elektrische und/oder magnetische Verluste.

2.    Mehrfache interne Reflexion innerhalb der Materialstruktur, wodurch die Strahlung stark abgeschwächt wird.

Da Radarsysteme in einem sehr breiten Frequenzbereich arbeiten, können RAMs an unterschiedliche Anwendungsbereiche angepasst werden.

 

Anwendungen von strahlungsabsorbierenden Materialien

Die Einsatzmöglichkeiten von RAMs sind vielfältig und reichen von EMV-Schutzmaßnahmen bis hin zur militärischen Tarnkappentechnologie:

• Militärische Tarnung: Reduzierung des Radarquerschnitts von Flugzeugen, Schiffen und Fahrzeugen, um die Sichtbarkeit für gegnerische Radarsysteme zu minimieren
• Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Schutz empfindlicher Elektronik vor Störungen durch unerwünschte elektromagnetische Signale
• Reflexionsarme Räume: Ermöglichen präzise Messungen und Tests elektronischer Komponenten in störungsfreien Umgebungen
• Antennen- und Radarsysteme: Forschung und Entwicklung zur Optimierung von Systemperformance und Signalqualität
• Fahrzeugtechnik: Schutz sensibler Radarsensoren in Assistenzsystemen vor Interferenzen durch Umwelteinflüsse
• Multispektraltarnung: Kombination von Radar-, Infrarot- und Wärmeschutz, um die Sichtbarkeit von Fahrzeugen oder Personen zu minimieren

 

Vorteile von Kompositmaterialien: Maßgeschneiderte Absorption

Ein wesentlicher Vorteil moderner RAMs ist ihre flexible Herstellbarkeit aus Kunststoffen mit leitfähigen oder ferromagnetischen Füllstoffen. Dadurch ergeben sich große Gestaltungsmöglichkeiten:

• Flexible Verarbeitung: Extrusion, Spritzguss, Tiefziehen, 3D-Druck
• Einsatztemperaturen über 300 °C: durch Hochleistungskunststoffe wie PEEK oder PEKK
• Zusatzfunktionen: z. B. Flammschutz, Temperatur- oder Witterungsbeständigkeit
• Individuelle Formgebung: von Gehäusen, Dichtungen, Rohren bis hin zu großflächigen Matten

 

Das Fraunhofer IFAM bietet umfassende Kompetenzen in der Entwicklung und Charakterisierung von strahlungsabsorbierenden Werkstoffen:

• Ausrüstung von Gehäusen, Dichtungen und Bauteilen mit radarabsorbierenden Eigenschaften
• Verarbeitung einer breiten Palette an Thermoplasten und thermoplastischen Elastomeren
• Anpassung der Materialzusammensetzung für spezifische Frequenzbereiche
• Performance-Messungen bis 500 GHz und bei Einsatztemperaturen bis 250 °C
• Spezialisierte Lösungen für Automotive, Aviation & Space, Railway Construction

 

Fazit: Zukunftstechnologie für Sicherheit und Präzision

Strahlungsabsorbierende Kompositmaterialien sind ein zentraler Bestandteil moderner Technologien. Sie sorgen für höhere Betriebssicherheit elektronischer Systeme, ermöglichen militärische Tarntechnologien und leisten einen wichtigen Beitrag zu störungsfreien Messumgebungen. Dank innovativer Fertigungstechniken und maßgeschneiderter Werkstoffkombinationen eröffnen RAMs vielfältige Einsatzmöglichkeiten in Industrie und Forschung.